JPH08331889A - 分散型クリーンエネルギー電源によるモータ駆動方法 - Google Patents

分散型クリーンエネルギー電源によるモータ駆動方法

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JPH08331889A
JPH08331889A JP7155124A JP15512495A JPH08331889A JP H08331889 A JPH08331889 A JP H08331889A JP 7155124 A JP7155124 A JP 7155124A JP 15512495 A JP15512495 A JP 15512495A JP H08331889 A JPH08331889 A JP H08331889A
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JP
Japan
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power supply
clean energy
induction motor
energy power
output
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JP7155124A
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English (en)
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Hideyuki Amami
秀行 雨海
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Nippon Electric Industry Co Ltd
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Nippon Electric Industry Co Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

(57)【要約】 【目的】 天候条件によって大きな影響を受ける分散型
クリーンエネルギー電源の適用範囲を広げ、かつ自然エ
ネルギーの有効利用をはかる。 【構成】 太陽電池3,風車発電機2とコンバータ4よ
り成る分散型クリーンエネルギー電源1の発生電力をイ
ンバータ10に入力させ、交流変換されたインバータ1
0の出力によってインダクション・モータ13を駆動す
る駆動方法において、前記インバータ10を可変電圧可
変周波数制御することによって前記インダクション・モ
ータ13をV/f一定制御で駆動させ、前記分散型クリ
ーンエネルギー電源1の発生電力に対応して前記インダ
クション・モータ13の出力を制御する。また、太陽電
池3の出力する直流電源にコンバータ4を介して風車発
電機2を並列接続しておき、この風車発電機2の回転数
に比例した電力を前記コンバータ4から出力すると共
に、その出力電圧を前記太陽電池3の出力電圧に追従さ
せるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、分散型クリーンエネ
ルギー電源、特に太陽電池と風車発電機により成る分散
型クリーンエネルギー電源をモータ駆動電源として利用
する場合における、モータ駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、分散型クリーンエネルギー電源を
利用してインダクション・モータを駆動する方法は、図
4に示す回路によって行なわれていた。図4において、
分散型クリーンエネルギー電源21は太陽電池23と風
車発電機22より成るハイブリッド・システムである。
風車発電機22による交流電力はコンバータ24によっ
て直流電力に変換され、太陽電池23の出力する直流電
力と並列接続して分散型クリーンエネルギー電源(直流
電源)21を構成している。太陽電池23の出力回路に
設けてあるダイオード26,および風車発電機22に付
帯するコンバータ24の出力回路に設けてあるダイオー
ド27は共に逆電流阻止用であって、自然エネルギー源
を異にすることによって生ずる太陽電池23もしくは風
車発電機22の出力電圧の差による逆流を阻止するため
に設けてある。
【0003】分散型クリーンエネルギー電源21を構成
する太陽電池23と風車発電機22の発電出力は、太陽
光エネルギーや風力エネルギーによって大きく変動する
ので、分散型クリーンエネルギー電源21からインバー
タ29へ供給される直流電源の電圧変動も大きい。従っ
て、インバータ29において変換された交流電力も前記
分散型クリーンエネルギー電源21からの直流電源電圧
の影響を受けて変動するが、このインバータ29によっ
て駆動されるインダクション・モータ30は回転数制御
を行わずに運転されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】分散型クリーンエネル
ギー電源21の発電出力が低下した場合にはインダクシ
ョン・モータ30への入力も低下するが、このとき回転
数制御を行わずに運転しているインダクション・モータ
30の出力は変化しないので入力不足となり、このため
分散型クリーンエネルギー電源の直流電源電圧が低下し
てしまう。従って、直流電圧が下がらない範囲で使用し
なければならず、直流電源の電圧変動幅は狭くせざるを
得なかった。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、上述した従
来技術の欠点を解消するためになされたものであって、
分散型クリーンエネルギー電源からの直流電力を交流電
力に変換してインダクション・モータを駆動するインバ
ータを、可変電圧可変周波数制御することによってイン
ダクション・モータをV/f一定制御で駆動させ、前記
分散型クリーンエネルギー電源の直流電源回路から検出
した直流電圧変動に対応して前記インダクション・モー
タの回転数を自動制御し、前記分散型クリーンエネルギ
ー電源の出力変動に対応して前記インダクション・モー
タ出力を制御するようにしたものである。
【0006】また、前記分散型クリーンエネルギー電源
を構成する風車発電機の発生電力をコンバータを介して
太陽電池の出力する直流電源に並列接続させ、前記コン
バータの出力電圧を前記太陽電池の出力電圧に追従させ
ると共に、前記風車発電機の回転数に比例した電力を前
記コンバータから出力させるようにした。
【0007】
【作用】インバータを可変電圧可変周波数制御すること
によってインダクション・モータをV/f一定制御する
と、直流電源からインバータに供給される直流電圧が低
下したときは、インダクション・モータの回転数を低下
させることによってインダクション・モータの入力電圧
(インバータの出力電圧)を低下させることができる。
従って、インダクション・モータの入力(インバータの
出力)も減少するのでインバータへ供給される直流入力
も少なくてよい。この結果、直流電源電圧は回復し、あ
る電圧で平衡して安定運転が可能となる。
【0008】
【実施例】この発明による実施例を図面を参照しながら
説明する。図1はこの発明による分散型クリーンエネル
ギー電源によるインダクション・モータの駆動方法を示
すブロック図である。図1において、分散型クリーンエ
ネルギー電源1は太陽電池3と風車発電機2より成るハ
イブリッド・システムであって、風車発電機2の発生電
力はコンバータ4によって直流電力に変換され、太陽電
池3の発生電力(直流)とダイオード6と7を介して並
列接続される。太陽電池3と風車発電機2の発電出力は
気象条件によって大きく変動するばかりでなく、その変
動幅も異なり、かつ、その変動要因も相異している。そ
こで、分散型クリーンエネルギー電源1としての直流電
源電圧を安定化させるために、直流電源回路16に直流
電圧を検出する電圧検出回路8を設け、この検出信号を
入力する制御回路5によってコンバータ4を制御し、太
陽電池3の出力電圧にコンバータ4の出力電圧を追従さ
せるようにした。また、風車発電機2の出力は回転数に
比例するので、風速が増加すると風車発電機2の発生電
力も増加し、コンバータ4によって変換された直流電力
が太陽電池3の出力する直流電源に加えられる。
【0009】分散型クリーンエネルギー電源1からの直
流電力はインバータ10によって交流電力に変換され、
インダクション・モータ13を駆動する。インバータ1
0を制御回路11によって可変電圧可変周波数制御する
ことにより、インダクション・モータ13をV/f一定
制御で駆動させる。図2は、可変電圧可変周波数制御に
よるインダクション・モータの特性曲線であって、定格
周波数fn 以下でV/f比を一定に制御してギャップ磁
束Φを一定に保つと、電流Iが一定ならば発生トルクT
も一定となり、インダクション・モータは定トルク駆動
される。図2における定トルク駆動領域において、イン
ダクション・モータの回転数を低下させる(すべり周波
数を増加させる)と、V/f一定制御においてはインダ
クション・モータの入力電圧(インバータの出力電圧)
も低下することが判る。
【0010】分散型クリーンエネルギー電源1が発生す
る直流電力は気象条件によって大きく変動するので、イ
ンバータ10への入力直流電圧の変動も大きくなる。上
述した直流電源電圧を検出するために、直流電源回路1
6には2つの分圧抵抗14と15より成る分圧回路が設
けてあり、この分圧電圧はコンパレータ回路12におい
て基準値と比較され、その差信号は制御回路11に入力
する。この制御回路11によってインバータ10はV/
f一定制御により駆動されるインダクション・モータ1
3の回転数を自動制御する。直流電源電圧を検出してイ
ンダクション・モータの駆動を制御する方法は図3に示
すフローチャートの通りである。図3において、直流電
源出力が減少すると(ステップS1)、直流電圧が低下
する(ステップS2)。この直流電圧の低下は分圧抵抗
14と15,およびコンパレータ回路12を介して検出
され、この検出信号を入力した制御回路11はインダク
ション・モータ13の回転数の設定を低下させる(ステ
ップS3)。インダクション・モータ13の回転数の低
下に伴って、インバータ10からインダクション・モー
タ13へ供給される電圧も低下し、この結果、インダク
ション・モータ13の出力も減少する(ステップS
4)。インダクション・モータ13の出力の減少はイン
バータ10への入力の減少となるので、分散型クリーン
エネルギー電源1の出力減とインダクション・モータ1
3の出力減とが平衡状態となると直流電圧は回復し、あ
る電圧で安定化する。直流電圧が回復した場合には(ス
テップS5)から(ステップS6)に移りインダクショ
ン・モータ13は平衡運転となるが、直流電圧が回復し
ない場合には(ステップS2)に戻り、(ステップS
3),(ステップS4),(ステップS5)の手順を繰
り返す。
【0011】上述したように、直流電源電圧が低下した
ときは、インダクション・モータ13の回転数を下げる
ことでインバータ10の入力電圧を下げられるので、直
流電源電圧の可変幅を広げることができる。理論的に
は、可変電圧可変周波数(VVVF)制御の制御電源を
別に供給する方式にすると、直流電圧変動は零ボルトか
ら制御可能となる。また、天候急変等による自然エネル
ギー源の急激な低下に対しては、インバータ10による
インダクション・モータ13の回転数制御が追い付かな
い恐れがあるので、直流電源回路16にバッテリー9を
接続しておき、直流電源電圧の急減を緩和させる。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、この発明による分
散型クリーンエネルギー電源によるモータ駆動方法は、
太陽電池と風車発電機のハイブリッド・システムより成
る分散型クリーンエネルギー電源の直流電力を交流変換
するインバータを、可変電圧可変周波数制御することに
よってインダクション・モータをV/f一定制御で駆動
させ、検出した直流電源電圧に対応してインダクション
・モータの回転数を自動制御し、前記分散型クリーンエ
ネルギー電源の出力変動に対応してインダクション・モ
ータの出力を制御するようにしたものである。即ち、天
候条件に左右され易い分散型クリーンエネルギー電源の
直流電源電圧の変動を、負荷であるインダクション・モ
ータの回転数制御によって対応させることができるの
で、直流電源の電圧可変幅を従来よりも広げることがで
き、自然エネルギーの利用範囲も拡大する。従来は商用
電力を引き込まなければならなかったような地点におい
ても、商用電力なしで単独運転が可能となるので、設置
費の嵩む山合い等においても適用可能である。また、負
荷の要請でモータ回転数を変化させることがないよう
な、例えば養殖場のエアレーション,灌漑用ポンプ等に
最適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示すブロック図。
【図2】可変電圧可変周波数制御によるインダクション
・モータの特性曲線。
【図3】この発明によるインダクション・モータの駆動
方法を示すフローチャート。
【図4】従来の分散型クリーンエネルギー電源によるイ
ンダクション・モータの駆動方法を示すブロック図。
【符号の説明】
1 分散型クリーンエネルギー電源 2 風車発電機 3 太陽電池 4 コンバータ 5,11 制御回路 6,7 ダイオード 8 電圧検出回路 9 バッテリー 10 インバータ 12 コンパレータ回路 13 インダクション・モータ 14,15 分圧抵抗 16 直流電源回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 太陽電池と風車発電機のハイブリッド・
    システムより成る分散型クリーンエネルギー電源の発生
    電力をインバータに入力させ、交流変換された前記イン
    バータ出力によりインダクション・モータを駆動する分
    散型クリーンエネルギー電源によるモータ駆動方法にお
    いて、 前記インバータを可変電圧可変周波数制御することによ
    り前記インダクション・モータをV/f一定制御で駆動
    させ、前記分散型クリーンエネルギー電源の直流電源回
    路から検出した直流電圧変動に対応して前記インダクシ
    ョン・モータの回転数を自動制御し、前記分散型クリー
    ンエネルギー電源の出力変動に対応して前記インダクシ
    ョン・モータ出力を制御することを特徴とする分散型ク
    リーンエネルギー電源によるモータ駆動方法。
  2. 【請求項2】 風車発電機の発生電力をコンバータを介
    して太陽電池の出力する直流電源に並列接続することに
    よってハイブリッド・システムを構成し、前記コンバー
    タの出力電圧を前記太陽電池の出力電圧に追従させると
    共に、前記風車発電機の回転数に比例した電力を前記コ
    ンバータから出力させることを特徴とする請求項1に記
    載の分散型クリーンエネルギー電源によるモータ駆動方
    法。
JP7155124A 1995-05-30 1995-05-30 分散型クリーンエネルギー電源によるモータ駆動方法 Pending JPH08331889A (ja)

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